KR20240023461A - 잉크 조성물, 및 이를 이용하여 형성된 필름을 포함한 전자 장치 - Google Patents

잉크 조성물, 및 이를 이용하여 형성된 필름을 포함한 전자 장치 Download PDF

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Abstract

표면에 하나 이상의 유기 리간드를 포함하는 양자점; 하나 이상의 에폭시기를 포함하는 제1단량체; 하나 이상의 옥세탄기를 포함하는 제2단량체; 하나 이상의 티올기를 포함하는 제3단량체; 및 하나 이상의 알릴아민기를 포함하는 3차 아민 화합물을 포함하고, 상기 유기 리간드는 극성 모이어티를 하나 이상 포함하는 잉크 조성물이 제공된다. 또한, 상술한 잉크 조성물을 이용하여 형성된 필름을 포함하는 전자 장치가 개시된다.

Description

잉크 조성물, 및 이를 이용하여 형성된 필름을 포함한 전자 장치{Ink composition, and electronic device including film formed using the same}
본 발명의 다양한 실시예들은 잉크 조성물 및 이를 이용하여 형성된 필름을 포함한 전자 장치에 관한 것이다.
발광 소자는 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 소자이다. 이러한 발광 소자의 예시로는, 발광층에 유기 재료를 사용하는 유기 발광 소자, 발광층에 양자점을 사용하는 양자점 발광 소자 등이 있다. 상기 발광 소자는 각종 전자 장치에 포함될 수 있고, 예를 들어, 표시 장치와 같은 전자 장치에 포함될 수 있다.
표시 장치에서 컬러를 구현하는 한 방식으로서 특정한 파장의 빛을 흡수하여 다른 파장의 빛으로 바꾸어 방출하는 색변환 발광 물질을 포함하는 색변환층을 이용하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 색순도를 더욱 높일 수 있는 방식이 제안되고 있다.
상기 색변환층은 잉크젯 프린팅 방식에 의하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 잉크젯 프린팅 방식에 사용되기 적합한 재료에 대한 요구가 있다.
굽힘에 의한 손상이 없고, 접힘부의 시인 정도가 낮은 양자점 필름을 형성하기 위한 잉크 조성물을 제공하고, 이를 이용하여 형성된 양자점 필름 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
표면에 하나 이상의 유기 리간드를 포함하는 양자점;
하나 이상의 에폭시기를 포함하는 제1단량체;
하나 이상의 옥세탄기를 포함하는 제2단량체;
하나 이상의 티올기를 포함하는 제3단량체; 및
하나 이상의 알릴아민기를 포함하는 3차 아민 화합물을 포함하고,
상기 유기 리간드는 극성 모이어티를 하나 이상 포함하는 잉크 조성물이 제공된다.
상기 제3단량체는 복수개의 티올기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3단량체는 1개의 티올기를 포함하는 화합물과 복수개의 티올기를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3단량체는 하기 화학식 3-1 또는 3-2로 표시될 수 있다.
<화학식 3-1>
<화학식 3-2>
상기 화학식 3-1 및 3-2 중,
L31은 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, 또는 C6-C20 아렌(arene) 그룹이고,
L32 및 L33 은 단일 결합, , *-O-*', 또는 이고,
A32는 , *-S-*', C3-C20 헤테로아렌(heteroarene), 또는 이고,
a31 내지 a33은 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이고,
R31 내지 R35는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
n32및 n33은 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
n32과 n33의 합은 1 이상이고,
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 3차 아민 화합물은 복수개의 알릴아민기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 3차 아민 화합물은 1개의 알릴아민기를 포함하는 화합물과 복수개의 알릴기를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
상기 3차 아민 화합물은 하기 화학식 4-1 또는 4-2로 표시될 수 있다.
<화학식 4-1>
<화학식 4-2>
상기 화학식 4-1 및 4-2 중,
L41, L42및 L43은 서로 독립적으로, 직접 결합, 또는 이고,
a41 및 a42는 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
a43은 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
R41 내지 R48은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, -CH2-CH=CH2또는 치환 또는 비치환된 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
상기 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기의 치환기는 중수소, 할로겐 원소, 또는 -N(CH2-CH=CH2)2를 포함하고,
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 양자점은 II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; III-VI족 반도체 화합물; I-III-VI족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 화합물; 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 양자점은 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기 리간드의 극성 모이어티는 알킬폴리올 구조를 포함할 수 있다.
상기 잉크 조성물은 광중합 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 잉크 조성물은 25℃에서의 점도가 20 cP 내지 80 cP일 수 있다.
상기 잉크 조성물은 상기 잉크 조성물 100 중량부당 2 중량부 미만의 용매를 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 따르면, 상기 잉크 조성물로부터 형성된 필름이 제공된다.
일 실시예에 있어서, 상기 필름은 폴리에테르 수지와 폴리설파이드 수지가 망상 결합하는 매트릭스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리에테르 수지와 상기 폴리설파이드 수지는 서로 독립적으로 망상 구조와 체인형 구조를 포함할 수 있고,
상기 폴리에테르 수지와 상기 폴리설파이드 수지를 가교 결합하는 링크부를 포함할 수 있다.
상기 링크부는 아민기를 포함할 수 있다.
또 다른 일 측면에 따르면, 상기 잉크 조성물을 이용하여 형성된 필름; 및
제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 중간층을 포함하는 발광 소자;를 포함하고,
상기 필름은 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 진행 방향 내에 위치하는 전자 장치가 제공된다.
일 실시예에 있어서, 상기 필름은 제1색광을 흡수하고, 제2색광을 방출할 수 있다.
상기 전자 장치는 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 박막 트랜지스터는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 발광 소자의 제1전극이 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따른 잉크 조성물에 의하여 굽힘에 의한 손상이 없고, 접힘부의 시인 정도가 낮은 양자점 필름 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 제조예 1에 의해 얻어진 양자점의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 접두어 '폴리'는 하나 이상 복수를 의미한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서 중, “상온”은 약 25℃를 의미한다.
본 명세서 중 "매트릭스"는 양자점이 분산되어 있는 중합체를 의미한다.
[잉크 조성물]
상기 잉크 조성물은 표면에 하나 이상의 유기 리간드를 포함하는 양자점, 하나 이상의 에폭시기를 포함하는 제1단량체, 하나 이상의 옥세탄기를 포함하는 제2단량체, 하나 이상의 티올기를 포함하는 제3단량체 및 하나 이상의 알릴아민기를 포함하는 3차 아민 화합물을 포함하고, 상기 리간드는 극성 모이어티를 하나 이상 포함한다.
상기 제1단량체는 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 에폭시기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1단량체는 2개, 3개, 4개 또는 5개의 에폭시기를 포함할 수 있다.
상기 제1단량체는 분자 구조 내에 고리 구조 및/또는 직쇄 또는 분지쇄 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1단량체는 분자 구조 내에 고리 구조 및 직쇄 또는 분지쇄 구조를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1단량체는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, 또는 C6-C20 아렌(arene) 그룹을 포함할 수 있다.
상기 제1단량체는 에테르기 또는 에스테르기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1단량체는 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표시될 수 있다:
<화학식 1-1>
<화학식 1-2>
상기 화학식 1-1 및 1-2 중,
A11은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, 또는 C6-C20 아렌(arene) 그룹이고,
A12는 고리형 C1-C20 알칸(alkane) 그룹 또는 고리형 C1-C20 알켄(alkene) 그룹이고,
L11은 , *-O-*', 또는 이고,
a11은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이고,
R11 내지 R15는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
b11는 1 내지 12의 정수이고,
n11은 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제1단량체가 직쇄 또는 분지쇄의 알칸 그룹을 포함하는 경우, 이의 구체적인 예시로서 하기와 같은 것들이 제시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
1) 단관능기 화합물: 부틸 글리시딜 에테르, 이소부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 헥사데실 글리시딜 에테르, 트리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 폴리프로필렌글리콜 글리시딜 에테르, 글리시딜 에스테르 네오데카노네이트
2) 이관능기 화합물: 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜 에테르, 1,4-사이클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르
3) 삼관능기 또는 다관능기 화합물: 글리세롤 트리글리시딜 에테르, 트리메티롤프로판 트리글리시딜 에테르, 펜타에리스리톨 폴리글리시딜 에테르, 디펜타에리스리톨 폴리글리시딜 에테르, 알킬폴리올형 폴리글리시딜 에테르.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제1단량체가 고리 구조를 포함하는 경우, 이의 구체적인 예시로서 하기와 같은 것들이 제시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
사이클로헥실디메탄올 글리시딜 에테르, 디사이클로펜타디엔 글리시딜 에테르, 1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산, 3',4'-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트, 3',4'-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥실 카르복실레이트 변성 카프로락톤; 방향족 환형 화합물로 나프틸 글리시딜 에테르, 크레실 글리시딜 에테르, 파라 t-부틸페놀 글리시딜 에테르, 티오디페닐 디글리시딜 에테르, 3-알킬페놀 글리시딜 에테르, o-페닐페놀 글리시딜 에테르, 벤질 글리시딜 에테르, o-부틸페닐 글리시딜 에테르, 레소시놀 디글리시딜 에테르, 비스페놀A 디글리시딜 에테르, 비스페놀F 디글리시딜 에테르, 비스페놀S 디글리시딜 에테르, 2,2”-디아릴비스페놀A 디글리시딜 에테르, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 2-비페닐 글리시딜 에테르, 트리글리시딜 아미노페놀, 테트라글리시딜 메틸렌디아닐린.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제1단량체의 일 예시로서 시판되는 화합물로는 예를 들어, 국도화인켐사의 KF EPIOL 제품군 ME-100, ME101, ME103, ME105, ME106, ME102, ME700, ME701, ME702, ME704, DE200, DE 201, DE202, DE203, DE204, DE205, DE207, DE208, DE209, DE213, DE214, DE215, DE216, DE703, DE704, PE300, PE311, PE411, PE412, PE510; EVONIK사의 EPODIL 제품군 733, 741, 742, 746, 747, 748, 749, 750, 757, 759, 761, 777, 781; DICELL사의 CELLOXIDE 제품군 2021P, 2000, 2081, 8010; HEXION사의 HELOXY 제품군 DB, HD, WF, 동사의 EPICOTE Resin 제품군 215, 232, 235, 238, 240, 246, 320, 827, 828EL, 862, 896; Adeka사의 GLYCIROL ED 제품군 ED-502, ED-509, ED-529, ED-503, ED-506, ED-523T, ED-505, ED-508, ED-512EX 동사 EP 제품군 EP-4400, EP-4520, EP4530, EP-4005; DIC사의 EPICLON 제품군 520, HP-4032SS, TGAP BPFDGE, BPADGE, HP-4770, EXA-4750, EXA-7250 등을 들 수 있다.
상기 제1단량체는 단독으로 사용해도 좋고, 상기 제1단량체로부터 선택되는 서로 다른 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 제1단량체의 분자량은 100 내지 800 g/mol일 수 있다.
상기 잉크 조성물 100 중량부 기준으로 상기 제1단량체는 10 중량부 이상 내지 70 중량부 미만, 예를 들어 15 중량부 이상 내지 50 중량부 미만, 예를 들어 20 중량부 이상 내지 40 중량부 미만일 수 있다. 상기 제1단량체의 함량이 전술한 범위를 만족할 때, 상기 잉크 조성물의 점도를 유지하고 경화시의 경화도 및 가교도가 향상될 수 있다.
상기 제2단량체는 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 옥세탄기를 포함할 수 있다.
상기 제2단량체는 분자 구조 내에 고리 구조 및/또는 직쇄 또는 분지쇄 구조를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제2단량체는 분자 구조 내에 고리 구조 및 직쇄 또는 분지쇄 구조를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2단량체는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, 또는 C6-C20 아렌(arene) 그룹을 포함할 수 있다.
상기 제2단량체는 에테르기 또는 에스테르기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2단량체는 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시될 수 있다:
<화학식 2-1>
<화학식 2-2>
상기 화학식 2-1 및 2-2 중,
A21은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, 또는 C6-C20 아렌(arene) 그룹이고,
A22는 고리형 C1-C20 알칸(alkane) 그룹 또는 고리형 C1-C20 알켄(alkene) 그룹이고,
L21은, *-O-*', 또는 이고,
a21은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이고,
R21 내지 R27는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
b21는 1 내지 12의 정수이고,
n21은 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
* 및 *'는 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제2단량체의 구체적인 예시로서 예를 들면, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐 메톡시)메틸]벤젠, 1,4-비스[(3-메틸-3-옥세타닐 메톡시)메틸]벤젠, 3-메틸-3-글리시딜 옥세탄, 3-에틸-3-글리시딜 옥세탄, 디[1-에틸(3-옥세타닐)]메틸에테르, 3-에틸-3-히드록시메틸 옥세탄, 3-에틸-3-[(3-에톡시옥세탄-3-일)메톡시] 옥세탄, 3-에틸-3-페녹시메틸 옥세탄, 3-에틸-3-[(2-에틸헥실록시)메틸] 옥세탄, 옥세타닐-실리케이트, 페놀노볼락 옥세탄 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제2단량체의 일 예시로서 시판되는 화합물로는 예를 들어, TOAGOSEI사 ARON OXETANE 제품군 OXT-221, OXT-101, OXT-121, OXT-212, OXT-211, CHOX, OX-SC; Ube사의 ETERNACOLL 제품군 EHO, OXBP, OXTP 또는 OXMA 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 제2단량체는 단독으로 사용해도 좋고, 상기 제2단량체로부터 선택되는 서로 다른 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 제2단량체의 분자량은 100 내지 800 g/mol일 수 있다.
상기 잉크 조성물 100 중량부 기준으로 상기 제2단량체는 5 중량부 이상 내지 80 중량부 미만, 구체적으로 10 중량부 이상 내지 50 중량부 미만, 더욱 구체적으로 15 중량부 이상 내지 30 중량부 미만일 수 있다. 상기 제2단량체의 함량이 전술한 범위를 만족할 때, 상기 잉크 조성물의 점도를 유지하고 경화시의 경화도 및/또는 가교도가 향상될 수 있다.
상기 제1단량체 100 중량부 기준으로 상기 제2단량체의 함량이 20 중량부 내지 350 중량부일 수 있다. 상기 제1단량체 및 상기 제2단량체의 비율이 전술한 범위를 만족할 때, 상기 잉크 조성물의 점착력 및/또는 박리력이 더 향상될 수 있다.
상기 제3단량체는 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 티올기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3단량체는 2개, 3개, 또는 4개의 티올기를 포함할 수 있다.
상기 제3단량체는 분자 구조 내에 고리 구조, 직쇄 구조 및/또는 분지쇄 구조를 포함할 수 있다. 상기 제3단량체는 예를 들어 분자 구조 내에 설파이드기, 옥소기, 알킬렌기, 에테르기 또는 에스테르기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3단량체는 하기 화학식 3-1 또는 3-2로 표시될 수 있다:
<화학식 3-1>
<화학식 3-2>
상기 화학식 3-1 및 3-2 중,
L31은 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, 또는 C6-C20 아렌(arene) 그룹이고,
L32 및 L33 은 단일 결합, , *-O-*', 또는 이고,
A32는 , *-S-*', C3-C20 헤테로아렌(heteroarene), 또는 이고,
a31 내지 a33은 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이고,
R31 내지 R35는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
n32및 n33은 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
n32과 n33의 합은 1 이상이다.
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제3단량체의 구체적인 예시로서 하기와 같은 화합물들이 제시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
디머르캅토디에틸 설파이드(Dimercaptodiethyl sulfide), 1,8-디머르캅토-3,6-디옥소옥탄(1,8-Dimercapto-3,6-dioxooctane), 에틸렌 비스(3-머르캅토프로피오네이트)(ethylene bis(3-mercapto propionate), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트)(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate)), 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트)(Pentaerythritol tetrakis(2-mercaptoacetate)), 트리메틸올프로판트리스(3-머캅토프로피오네이트)(Trimethylolpropanetris (3-mercaptopropionate)), 테트라에틸렌글리콜 비스(3-머캅토프로피오네이트)(Tetraethylene glycol bis(3-mercaptopropionate)), 디펜타에리트리톨 헥사키스(3-머캅토프로피오네이트)(Dipentaerythritol Hexakis (3-mercaptopropionate)), 트리스[2-(3-머캅토프로피오닐옥시)에틸]이소시아뉴레이트(Tris[2-(3-mercaptopropionyloxy)ethyl] isocyanurate), 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부탄(1,4-bis(3-mercaptobutyryloxy)butane), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토부티레이트)(Pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate)), 1,3,5-트리스[2-(3-머캅토부티릴옥시)에틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온)(1,3,5-Tris[2-(3-mercaptobutyryloxy)ethyl]-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione), 1,6-헥산디티올(1,6-hexanedithiol), 1,3-프로판디티올(1,3-propanedithiol), 1,2-에탄디티올(1,2-ethanedithiol), 글리콜디머캅토아세테이트(glycol dimercaptoacetate), 에톡시화 글리콜디머캅토 아세테이트(Ethoxylated Glycol Dimercapto Acetate), 에톡시화 트리메틸프로판 트리(3-머캅토프로피오네이트)(Ethoxylated trimethylpropane tri(3-mercaptopropionate)), 폴리프로필렌글리콜 디(3-머캅토프로피오네이트)(Polypropylene glycol di(3-mercaptopropionate)), 에틸렌글리콜 반복 단위를 1 내지 10개 포함하는 폴리에틸렌글리콜 디티올(Polyethylene glycol dithiol).
다른 실시예에 있어서, 상기 제3단량체의 일 예시로서 시판되는 화합물로는 예를 들어, Itochu Specialty Chemical Inc 사의 DMES, DMDO; Hampshire Chemicals 사의 EBMP; Sakai Chemical 사의 PEMP, TMMP, EGMP-4, DPMP; TEMPIC, Showa Denko사의 Karenz MT BD1, Karenz MT PE1, Karenz MT NR1; 또는 Aldrich Chemical Co.의 HDT 등을 들 수 있다.
상기 제3단량체는 단독으로 사용해도 좋고, 상기 제3단량체로부터 선택되는 서로 다른 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 제3단량체의 분자량은 100 내지 800 g/mol일 수 있다.
상기 잉크 조성물 100 중량부 기준으로 상기 제3단량체는 10 중량부 이상 내지 50 중량부 미만, 더욱 바람직하게는 15 중량부 이상 내지 30 중량부 미만일 수 있다. 상기 제3단량체의 함량이 전술한 범위를 만족할 때, 상기 잉크 조성물의 점도를 유지하고 경화시의 경화도 및 가교도가 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 알릴기 포함 3차 아민 화합물은 하기 화학식 4-1 또는 4-2로 표시될 수 있다:
<화학식 4-1>
<화학식 4-2>
상기 화학식 4-1 및 4-2 중,
L41, L42및 L43은 서로 독립적으로, 직접 결합, 또는 이고,
a41 및 a42는 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
a43은 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
R41 내지 R48은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, -CH2-CH=CH2또는 치환 또는 비치환된 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
상기 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기의 치환기는 중수소, 할로겐 원소, 또는 -N(CH2-CH=CH2)2를 포함하고,
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 알릴기 포함 3차 아민 화합물은 예를 들어, 1,4-디알릴피페라진(1,4-diallylpiperazine), 1,4-디알릴-2-메틸-피페라진(1,4-diallyl-2-methyl-Piperazine), N-알릴-N-[2-(4-알릴피페라진-1-일)에틸]프로프-2-엔-1-아민(N-allyl-N-[2-(4-allylpiperazin-1-yl)ethyl]prop-2-en-1-amine), 3-[4-[3-(디알릴아미노)에틸]피페라진-1-일]-N,N-디알릴에탄-1-아민(3-[4-[3-(diallylamino)ethyl]piperazin-1-yl]-N,N-diallylethan-1-amine), N,N,N',N'-테트라알릴에탄-1,2-디아민(N,N,N',N'-tetraallylethane-1,2-diamine), N,N'-디메틸-N,N'-디알릴에탄-1,2-디아민(N,N'-dimethyl-N,N'-diallylethane-1,2-diamine), N,N'-디에틸-N,N'-디알릴에탄-1,2-디아민(N,N'-diethyl-N,N'-diallylethane-1,2-diamine), N-[2-(디알릴아미노)에틸]-N,N',N'-트리알릴에탄-1,2-디아민(N-[2-(diallylamino)ethyl]-N,N',N'-triallylethane-1,2-diamine), N,N-비스[2-(디알릴아미노)에틸]-N',N'-디알릴에탄-1,2-디아민(N,N-bis[2-(diallylamino)ethyl]-N',N'-diallylethane-1,2-diamine), N,N'-비스[2-디알릴아미노)에틸]-N,N'- 디알릴에탄-1,2-디아민(N,N'-bis[2-diallylamino)ethyl]-N,N'-diallylethane-1,2-diamine), 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 예시된 알릴기 포함 3차 아민 화합물들의 구조를 아래에 나타내었다.
상기 제1단량체 100 중량부 기준으로 상기 알릴기 포함 3차 아민 화합물의 함량이 50 중량부 내지 500 중량부일 수 있다. 상기 알릴기 포함 3차 아민 화합물의 함량이 전술한 범위를 만족할 때, 상기 잉크 조성물의 점도를 유지하고, 경화 반응 속도를 충분히 가속시킬 수 있고, 제공되는 필름의 물성 및/또는 부착성이 저해되지 않을 수 있다.
상기 알릴기 포함 3차 아민 화합물의 이중결합은 제3단량체의 티올기와 반응하여 티올-엔 중합 반응을 일으킬 수 있다. 티올-엔 시스템은 제1단량체의 에폭시기 또는 제2단량체의 옥세탄기의 양이온성 광중합을 억제하는 특성이 있다. 그러나 다관능의 알릴기 포함 3차 아민 화합물을 사용함으로써 UV경화에 의해 유발된 티올-엔 반응에 의해 방출되는 열에 의해 활성화된 에폭시기 또는 옥세탄기의 음이온 중합을 개시할 수 있다.
알릴기를 포함하는 3차아민 화합물의 티올-엔 반응과 음이온 에폭시 중합 반응 기작을 아래에 나타내었다.
본 구현예에 따른 잉크 조성물의 경화에 의하여 생성된 중합체는 폴리에테르 및 폴리설파이드가 망상으로 결합하는 고분자 가교구조를 포함할 수 있다. 상기 폴리에테르는 에폭시기 또는 옥세탄기를 포함하는 단량체에서 유래한 중합체이고, 상기 폴리설파이드는 티올기를 포함하는 단량체에서 유래한 중합체이다. 일 구현예에서 상기 폴리에테르 중합체 및 상기 폴리설파이드 중합체는 서로 독립적으로 망상 구조(network structure) 또는 체인 구조를 가질 수 있다.
상기 고분자 가교구조에 의하여 중합체는 내충격성을 향상시키면서 응력을 분산시킬 수 있다. 한편, 생성된 중합체에서 유연한 특성을 가진 폴리설파이드의 농도가 일정 수준 이상이 되면 인성이 향상된다. 또한, 인성 향상을 목적으로 액상 고무 등 연질 소재를 에폭시 수지에 첨가하는 경우와 달리 에폭시-아민/티올-엔의 반응이 혼합되어 경화함으로써 완전히 균질한 재료가 생성될 수 있으므로, 이와 같이 형성된 필름의 기계적, 광학적 특성이 더욱 우수하다. 또한 티올-엔 반응에 의한 고분자가 단독으로 형성되었을 때 나타나는 외력에 의한 변형을 억제하는 효과도 기대할 수 있다
일 실시예에 따르면, 상기 잉크 조성물은 상기 잉크 조성물 100 중량부당 2 중량부 미만의 용매를 포함할 수 있고, 구체적으로, 상기 잉크 조성물은 실질적으로 용매를 포함하지 않을 수 있다. 즉, 상기 잉크 조성물은 무용제형 잉크 조성물일 수 있다.
상기 잉크 조성물은 용제를 포함하지 않음으로써 잉크젯 공정에 적용하기에 유리할 수 있다. 구체적으로, 용제를 포함한 잉크 조성물의 경우에는 건조 후 막 두께를 목표 수준으로 형성하기 위해 무용제형 잉크 조성물의 5배 정도의 두께로 잉크젯 공정을 수행하여야 하므로 정밀한 막 형성에 불리하고, 예를 들어 색변환 부재 형성시 화소간의 혼색이 발생하기 쉬운 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 용제를 포함한 잉크 조성물을 사용하는 경우, 용매 휘발에 의한 노즐 건조, 노즐 막힘 현상 등이 발생할 수 있고, 형성된 막에 유기 용제가 잔존하여 다른 유기층의 열화에 영향을 주거나, 아웃 가스(out-gas)를 방출하여 신뢰성에 악 영향을 줄 수 있다.
상기 잉크 조성물은 광중합 개시제를 더 포함할 수 있다. 광중합 개시제는 광에 의해 라디칼을 형성하여 개시할 수 있는 화합물이다. 상기 광중합 개시제는 중합을 촉진하고, 경화 속도를 향상시키기 위한 것으로, 공지된 광중합 개시제를 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광중합 개시제는, 트리아진계 화합물, 아세토페논 화합물, 벤조페논 화합물, 티오크산톤 화합물, 벤조인 화합물, 옥심에스테르 화합물, 아미노케톤 화합물, 포스핀 또는 포스핀옥시드 화합물, 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 비이미다졸계 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 트리아진계 화합물의 예는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3’,4’-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4’-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 　비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-(트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 아세토페논계 화합물의 예는, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸 트리클로로 아세토페논, p-t-부틸 디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노 프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸 아미노-1-(4-모폴리노 페닐)-부탄-1-온 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 벤조페논계 화합물의 예는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-디클로로 벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시 벤조페논 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 티오크산톤계 화합물의 예는, 티오크산톤, 2-메틸 티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 벤조인계 화합물의 예는 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질 디메틸 케탈 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 옥심계 화합물의 예는 2-(o-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온 및 1-(o-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 포스핀 또는 포스핀옥사이드 화합물은, 2,4,6-트리알킬벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리알킬벤조일디페닐포스피네이트, 또는 이들의 조합을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 조성물에서 광중합 개시제의 함량은 특별히 제한되지 않으며 적절히 선택할 수 있다. 일 실시예를 따르면, 상기 잉크 조성물 100 중량부 기준으로 상기 중합 개시제의 함량이 0.0001 중량부 내지 10 중량부, 0.001 내지 10 중량부, 0.01 내지 10 중량부, 또는 0.1 내지 5 중량부의 범위일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 광중합 개시제의 함량은 티올기를 포함하는 제3단량체와 알릴아민기를 포함하는 3차아민 화합물의 혼합물 100 중량부 당 0.01 내지 10 중량부, 0.1 내지 10 중량부, 1 내지 5의 범위일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 광중합 개시제의 함량이 전술한 범위를 만족하면, 충분히 빠른 작업 속도를 얻을 수 있고, 과도하게 빠른 경화 반응으로 인한 막의 불균일화를 저감시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크 조성물은 양자점을 포함한다. 상기 양자점은 광을 흡수하여 발광할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; III-VI족 반도체 화합물; I-III-VI족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 화합물; 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 II-VI족 반도체 화합물의 예는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 등과 같은 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 등과 같은 삼원소 화합물; CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 등과 같은 사원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 III-V족 반도체 화합물의 예는 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 등과 같은 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InAlP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 등과 같은 삼원소 화합물; GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 등과 같은 사원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다. 한편, 상기 III-V족 반도체 화합물은 II족 원소를 더 포함할 수 있다. II족 원소를 더 포함한 III-V족 반도체 화합물의 예는, InZnP, InGaZnP, InAlZnP 등을 포함할 수 있다.
상기 III-VI족 반도체 화합물의 예는, GaS, GaSe, Ga2Se3, GaTe, InS, InSe, In2S3, In2Se3, InTe 등과 같은 이원소 화합물; InGaS 3 , InGaSe3 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 I-III-VI족 반도체 화합물의 예는, AgInS, AgInS2, CuInS, CuInS2, CuGaO2, AgGaO2, AgAlO2 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 IV-VI족 반도체 화합물의 예는 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 등과 같은 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 등과 같은 삼원소 화합물; SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 등과 같은 사원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 IV족 원소 또는 화합물은 Si, Ge 등과 같은 단일원소 화합물; SiC, SiGe 등과 같은 이원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 및 사원소 화합물과 같은 다원소 화합물에 포함된 각각의 원소는 균일한 농도 또는 불균일한 농도로 입자 내에 존재할 수 있다.
상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell) 구조와 같은 이중 구조; 코어-쉘-쉘(core-shell-shell) 구조와 같은 삼중 구조; 그래디언트(gradient) 구조; 또는 이들의 혼합구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 코어에 포함된 물질과 상기 쉘에 포함된 물질은 서로 상이할 수 있다.
상기 양자점의 쉘의 예로는 금속, 준금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다. 상기 금속, 준금속 또는 비금속의 산화물의 예는 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등과 같은 이원소 화합물; MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합; 을 포함할 수 있다. 상기 반도체 화합물의 예는, 본 명세서에 기재된 바와 같은, II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; III-VI족 반도체 화합물; I-III-VI족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; 또는 이의 임의의 조합; 을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 코어는 CdSe, CdS, InP, InGaP, ZnS, ZnSe, CdTe, CdSeTe, CdZnS, PbSe, AgInZnS 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 상기 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양자점은 표면에 하나 이상의 유기 리간드를 포함하고, 상기 유기 리간드는 극성 모이어티를 하나 이상 포함한다. 상기 잉크 조성물에 포함된 단량체들은 극성이 상대적으로 높다. 따라서, 양자점의 극성이 낮게 되면 상기 양자점을 잉크 조성물 내에 균질하게 분산시키기 어려울 수 있다. 따라서, 양자점의 극성을 높이기 위해 극성 모이어티를 하나 이상 포함하는 유기 리간드를 사용할 수 있다.
예를 들어, 상기 극성 모이어티는 옥시알킬렌기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 극성 모이어티는 치환 또는 비치환된 옥시메틸렌기 또는 치환 또는 비치환된 옥시에틸렌기일 수 있다. 예를 들어, 단일 또는 반복 구조의 옥시알킬렌기의 한 말단 또는 양 말단에 양자점의 표면과 결합이 용이한 링커(linker) 작용기를 결합한 형태인 리간드가 사용 가능하나, 이 분자구조에 한정하는 것은 아니며, 동 업자에게 알려진 극성 리간드 분자를 상기 용도로 사용할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 극성 모이어티는 테트라메톡시에틸렌글리콜일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리간드와 상기 양자점은 히드록시기, 머캅토기, 카르복시기, 에스테르기, 및/또는 인산기를 통해 화학 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리간드는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, C6-C20 아렌(arene) 그룹 또는 C1-C20 헤테로아렌(heteroarene) 그룹을 더 포함할 수 있다.
상기 양자점은 표면에 극성 모이어티를 비포함한 리간드를 포함하는 양자점을 비극성 용매에 분산시키는 단계; 극성 모이어티를 포함한 리간드를 첨가하고 교반시키는 단계; 및 원심분리하여 상층액을 추출하여 건조시켜 표면에 하나 이상의 극성 모이어티를 포함하는 리간드가 포함된 양자점을 수득하는 단계를 통해 제조될 수 있다.
일 실시예를 따르면, 상기 잉크 조성물 100 중량부 기준으로 상기 양자점의 함량이 20 중량부 내지 60 중량부, 구체적으로 25 중량부 내지 50 중량부, 더욱 구체적으로, 30 중량부 내지 45 중량부일 수 있다.
상기 잉크 조성물은 산란체를 더 포함할 수 있다. 상기 산란체는 상기 양자점에 흡수되지 않은 광을 산란하여 확산시키고, 산란된 광을 다시 양자점이 흡수하도록 하는 것이면 한정되지 않는다. 즉, 상기 산란체는 양자점에 흡수되는 광의 양을 증가키셔, 색변환층의 광변환 효율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 산란체는 입경이 서로 상이한 복수의 무기 입자를 포함할 수 있다.
일 실시예를 따르면, 상기 산란체는 BiFeO3, Fe2O3, WO3, TiO2, SiC, BaSO4, BaTiO3, ZnO, ZrO2, ZrO, Ta2O5, MoO3, TeO2, Nb2O5, Fe3O4, V2O5, Cu2O, BP, Al2O3, In2O3, SnO2, Sb2O3, CaCO3 및 ITO에서 선택된 임의의 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예를 따르면, 상기 산란체의 평균 입경은 150 nm 내지 250 nm일 수 있고, 구체적으로, 180 nm 내지 230 nm일 수 있다. 상기 산란체의 평균 입경이 상술한 범위 내이면, 보다 향상된 광산란 효과를 가질 수 있고, 광변환층의 광변환 효율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예를 따르면, 상기 산란체의 굴절률이 1.5를 초과하는 것일 수 있다.
상기 산란체는 전술한 바와 같이 다양한 입경의 무기 입자를 포함함으로써 굴절률이 증대될 수 있고, 이에 따라 주변 부재와의 굴절율의 차이가 크게 되므로 청색광이 전반사될 확률이 높아져 청색광 흡수율이 증가하고, 광 변환 효율이 향상될 수 있다.
일 실시예를 따르면, 상기 산란체의 함량이 잉크 조성물의 총 함량 100 중량부 기준으로 0.1 중량부 내지 20 중량부, 예를 들어 1 중량부 내지 15 중량부일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 산란체 사용에 따른 광변환 효율의 향상 효과가 있고, 적절한 비율의 양자점을 포함할 수 있기 ‹š문에 광변환 효율이 저하되지 않는다.
일 실시예를 따르면, 상기 잉크 조성물은 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있고, 이에 따르면 다양한 변형이 가능하다. 구체적으로, 상기 잉크 조성물은 상기 첨가제로서, 계면활성제, 부착력 증진제, 증감제, 안정제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 잉크 조성물은 코팅성 향상 및 레벨링(leveling) 성능을 개선시키기 위해 계면 활성제, 예컨대 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
상기 불소계 계면활성제는 4,000 g/mol 내지 10,000 g/mol의 중량평균 분자량을 가질 수 있으며, 구체적으로는 6,000 g/mol 내지 10,000g/mol의 중량평균 분자량을 가질 수 있다. 또한 상기 불소계 계면활성제는 표면장력이 18 mN/m 내지 23 mN/m(0.1% 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA) 용액에서 측정)일 수 있다. 상기 불소계 계면활성제의 중량평균 분자량 및 표면장력이 상기 범위 내일 경우 레벨링 성능이 더욱 개선될 수 있으며, 코팅시 얼룩 발생을 방지할 수 있고, 기포 발생이 상대적으로 적어 막 결함이 적을 수 있다.
상기 불소계 계면활성제로 중 시판되고 있는 것으로는, DIC사의 MEGAFACE® 제품군 F-114, F-251, F-253, F-281, F-410, F-430, F-477, F-510, F-551, F-552, F-553, F-554, F-555, F-556, F-557, F-558, F-559, F-560, F-561, F-562, F-563, F-565, F-568, F-569, F-570, F-572, F-574, F-575, F-576, R-4, R-41, R-94, RS-56, RS-72-K, RS-75, RS-76-E, RS-76-NS, RS-78, RS-90, DS-21; 3M사의 Fluorosurfactant ® 제품군 FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431, FC-4430, FC-4433등; AGC사의 SURFLON ® 제품군 S-211, S-221, S-231, S-232, S-241, S-242, S-243, S-420, S-431, S-386, S-611, S-647, S-651, S-653, S-656, S-658, F693; DuPONT사의 CPASTONE® 제품군 FS-30, FS-65, FS-31, FS-3100, FS-34, FS-35, FS-50, FS-51, FS-60, FS-61, FS-63, FS-64, FS-81, FS-22, FS-83 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제를 사용할 수도 있다. 상기 실리콘계 계면활성제의 시판되는 구체적인 예로는 Evonik사의 DYNOL 제품군 DYNOL 360, DYNOL 604, DYNOL 607, DYNOL 800, DYNOL 810, TEGO제품군, Twin 4000, Twin 4100, Twin 4200; BYK사의 BYK-300, BYK-301, BYK-302 , BYK-306 , BYK-307 , BYK-310 , BYK-313 , BYK-315N , BYK-320 , BYK-322 , BYK-323 , BYK-325N , BYK-326 , BYK-327 , BYK-329 , BYK-330 , BYK-331 , BYK-332 , BYK-333 , BYK-342 , BYK-345 , BYK-346 , BYK-347 , BYK-348 , BYK-350 , BYK-352 , BYK-354 , BYK-355 , BYK-356 , BYK-358N , BYK-359 , BYK-360P , BYK-361N , BYK-364P , BYK-366P , BYK-368P , BYK-370 , BYK-375 , BYK-377 , BYK-378 , BYK-381 , BYK-390 , BYK-392 , BYK-394 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 계면활성제는 상기 잉크 조성물 100 중량부 기준으로 0.01 중량부 내지 5 중량부, 구체적으로, 0.1 중량부 내지 2 중량부로 포함될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 잉크 조성물은 부착력 증진제를 더 포함할 수 있다.
상기 부착력 증진제는, 예를 들어, 티타늄계, 알루미늄, 또는 실란계 부착력 증진제를 포함할 수 있다.
상기 실란계 부착력 증진제로서는, 3-글리시딜옥시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필 트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필 (디메톡시)메틸실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸 트리메톡시실란 등의 에폭시계 실란 결합제; 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필 트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필 메틸디메톡시실란,11-메르캅토운데실 트리메톡시실란 등의 메르캅토계 실란 결합제; 3-아미노프로필 트리메톡시실란, 3-아미노프로필 트리에톡시실란, 3-아미노프로필 디메톡시메틸실란, N-페닐-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-메틸아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 디메톡시메틸실란 등의 아미노계 실란 결합제; 3-우레이드프로필 트리에톡시실란 등의 우레이드계 실란 결합제; 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 비닐 메틸디에톡시 실란 등의 비닐계 실란 결합제; p-스티릴 트리메톡시실란 등의 스티릴계 실란 결합제; 3-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 등의 아크릴레이트계 실란 결합제; 3-이소시아네이트 프로필 트리메톡시실란 등의 이소시아네이트계 실란 결합제; 비스(트리에톡시실릴프로필)디설피드, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설피드 등의 설피드계 실란 결합제; 페닐 트리메톡시실란, 메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 이미다졸실란, 트리아진실란 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 부착력 증진제의 시판되는 구체적인 예로는 Shin Etsu 사의 KBM-1003, KBE-1003, KBM-303, KBM-402, KBM-403, KBE-402, KBE-403, KBM-1403, KBM-502, KBM-503, KBE-502, KBE-503, KBM-5103, KBM602, KBM-603, KBM-903, KBE-903, KBE-9103P, KBM-573, KBM-575, KBE-585, KBE-9007N, KBM-9659, KBM-802, KBM-803; Gelest 사의 SIA02000.0, SIS6964.0, SIA08591.0, SIS6964.0, SIB1824.5, SIA0591.0, SIT8192.6, SIG5840.0, SIB1834.0, SIE4668.0, SIA0599.2, SIC2295.5, SIB1833.0, SIA0611.0, SIG5840.0, SIB1140.0, SIB1833.0, SIS6990.0, SIB1832.0, SIE4670.0, SIM6487.4, SIB1828.0, SIM6487.4, SIS6994.0, SIB1140.0, SIM6476.0, SIU9058.0, SII6455.0, SIT8717.0, SSP-055, SIA0780.0, VEE-005; KCC사의 SA6112C, SA1003O, SA0004O, SA3003O, SA4003O, SA1003M, SB1003M, SB1013E, SB1022M, SB2003M, SB3003M가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 부착력 증진제는 상기 잉크 조성물 100 중량부 기준으로, 0.1 중량부 내지 10 중량부, 구체적으로, 0.5 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 또는, 상기 부착력 증진제는 상기 잉크 조성물 중의 제1단량체 및 제2단량체의 합 100 중량부 기준으로, 0.1 중량부 내지 10 중량부, 구체적으로, 0.5 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 또는, 상기 부착력 증진제는 상기 잉크 조성물 중의 제1단량체, 제2단량체 및 제3단량체의 합 100 중량부 기준으로, 0.1 중량부 내지 10 중량부, 구체적으로, 0.5 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 잉크 조성물은 증감제를 더 포함할 수 있다. 상기 증감제는 중합 개시제의 중합 개시 효율을 보다 향상시켜, 상기 잉크 조성물의 경화 반응을 보다 촉진시키는 역할을 한다.
상기 증감제는 300nm 이상의 장파장 광선에서의 경화성을 보완하는 역할을 할 수 있다. 상기 증감제는 250nm 내지 405 nm, 300 nm 내지 405 nm 또는 350 nm 내지 395 nm 범위의 파장을 흡수하는 화합물일 수 있다.
상기 증감제로는, 9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센 등의 안트라센계 화합물; 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노) 벤조페논, 2,4,6-트리메틸아미노벤조페논, 메틸-o-벤조일벤조에이트, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 3,3,4,4-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 디메톡시아세토페논, 디에톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 프로판온 등의 케톤계 화합물; 9-플로레논, 2-클로로-9-프로레논, 2-메틸-9-플로레논 등의 플로레논계 화합물; 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 1-클로로-4-프로필옥시 티옥산톤, 이소프로필티옥산톤(ITX), 디이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤계 화합물; 크산톤, 2-메틸크산톤 등의 크산톤계 화합물; 안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, t-부틸 안트라퀴논, 2,6-디클로로-9,10- 안트라퀴논 등의 안트라퀴논계 화합물; 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9-아크리디닐)헵탄, 1,5-비스(9-아크리디닐펜탄), 1,3-비스(9-아크리디닐)프로판 등의 아크리딘계 화합물; 벤질, 1,7,7-트리메틸-비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디온, 9,10-페난트렌퀴논 등의 디카보닐 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸 포스핀 옥사이드 등의 포스핀 옥사이드계 화합물; 메틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 에틸-4-(디메틸아미노) 벤조에이트, 2-n-부톡시에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트 등의 벤조에이트계 화합물; 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)-4-메틸-시클로펜타논 등의 아미노계 화합물; 3,3-카보닐비닐-7-(디에틸아미노) 쿠마린, 3-(2-벤조티아졸일)-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-메톡시-쿠마린 등의 쿠마린계 화합물; 4-디에틸아미노 칼콘, 4-아지드벤잘아세토페논 등의 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌; 및 3-메틸-베타-나프토티아졸린 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 증감제는 상기 잉크 조성물 100 중량부에 대해, 0.05 중량부 내지 3 중량부, 구체적으로, 0.1 중량부 내지 1 중량부일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 증감 효과가 충분히 얻어질 수 있고, 심부까지 광이 전달될 수 있게 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 잉크 조성물은 안정제, 예를 들어, 산화방지제, 자외선 흡수제, 및/또는 응집방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 안정제는 상기 잉크 조성물의 사용 기간을 증가시키기 위하여 사용될 수 있다.
상기 산화 방지제는 구체적으로 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤즈알데히드, 2-t-부틸-4-메톡시페놀, 1,3,5-트리스[(4-t-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸페닐)메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온, [3-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로파노일옥시]-2,2-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐) 프로파노일옥시메틸]프로필]3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로파노에이트, [3-[3-(3,5-디t-부틸-4-히드록시페닐) 프로파노일옥시]-2,2-비스[3-(3,5-디t-부틸-4-히드록시페닐) 프로파노일옥시메틸]프로필]3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로파노에이트, 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로파노에이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, (4,4’-티오-비스(2-t-부틸-5-메틸페놀, 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 자외선 흡수제는 구체적으로 2-(3-t-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 데칸디오네이트, 2-히드로페록시-2-메틸프로판, 비스(3,3,5,5-테트라메틸피페리딘-4-일) 데칸디오네이트, 4-메틸헥실-3-[3-(벤조티리아졸-2-일)-5-t-부틸-4-히드록시페닐] 프로파노에이트) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 응집방지제는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 안정제는 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 10 중량부, 구체적으로 0.1 내지 5 중량부, 더욱 구체적으로 0.1 내지 3 중량부일 수 있다.
상기 잉크 조성물의 점도는 25℃에서 80 cP 이하, 구체적으로, 10 내지 80 cP, 20 내지 80 cP, 또는 20 내지 70 cP 일 수 있다. 상기 점도 범위를 만족하는 잉크 조성물은 용액 공정, 특히 잉크젯 프린팅법으로 필름을 제조하는데 적합할 수 있다.
상기 잉크 조성물의 표면 장력은 상온에서 10 dynes/cm 내지 40 dynes/cm일 수 있다. 상기 표면 장력 범위를 만족하는 잉크 조성물은 용액 공정, 특히 잉크젯 프린팅법으로 필름을 제조하는데 적합할 수 있다.
상기 잉크 조성물은 20 ㎛ 이하, 구체적으로 5 ㎛ 이하의 구멍 크기(pore size)를 갖는 필터를 통과할 수 있다.
[필름]
이하에서는, 상술한 잉크 조성물을 이용하여 형성된 필름을 설명한다.
상기 필름은 상술한 잉크 조성물을 경화함으로써 형성될 수 있다. 즉, 상기 필름은 상기 잉크 조성물의 경화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 필름은 기판 상에 상기 잉크 조성물을 제공하여 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 패턴을 경화시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 잉크 조성물을 제공하여 패턴을 형성하는 단계는 용액 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 용액 공정은 잉크젯 프린팅법, 스핀 코팅법, 슬릿 코팅법, 드롭 캐스팅법, 캐스팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 딥(dip) 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 코팅법, 플렉소 프린팅법, 오프셋 프린팅법, 또는 노즐 프린팅법일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 상기 용액 공정은 잉크젯 프린팅법으로 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 잉크 조성물은 기판 상에 잉크젯 프린팅법에 의해 미소 액적 형태로 정해진 구역 내에 상기 미소 액적을 분사함으로써 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 잉크 조성물은 기판 상에 잉크젯 프린팅법으로 0.5 내지 20 ㎛의 두께로 제공될 수 있다.
상기 잉크 조성물은 잉크젯 토출 안정성이 뛰어나기 때문에, 잉크젯 프린팅법에 적합하게 이용될 수 있다.
상기 잉크젯 프린팅법은 전압에 따라 압력을 가하는 피에조(Piezo) 형태의 노즐을 장착한 잉크젯 헤드를 갖는 잉크젯 프린터를 사용할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 잉크 조성물을 잉크젯 헤드의 노즐로부터 기판에 대해 토출한다.
이 때, 상기 양자점 조성물의 토출량은 1 내지 80pL/회, 예를 들면, 1 내지 30pL/회, 또 다른 예로서, 1 내지 20pL/회일 수 있다.
잉크젯 헤드의 개구경은 노즐의 막힘을 최소화하고 토출 정밀도를 향상시키기 위하여, 5 내지 100μm, 예를 들면, 10 내지 80μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
잉크젯 헤드의 토출 압력은 전단 속도 기준으로 1000 내지 100000s-1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
토출 시 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 잉크 조성물에 포함되는 재료의 결정화를 억제하는 등의 관점에서, 10 내지 120℃, 예를 들면, 15 내지 60℃, 다른 예로서, 15 내지 40℃, 또 다른 예로서 20 내지 35℃일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 패턴을 경화시키는 단계는 광경화 공정 또는 열경화 공정을 사용할 수 있으나, 열에 취약한 유기 화합물이 상기 패턴에 인접해 있는 경우, 광경화 공정이 선호될 수 있다. 상기 패턴을 경화시키는 단계는 1 내지 500W의 세기 및/또는 250nm 내지 450nm의 파장을 갖는 광을 조사함으로써 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판은 발광 소자의 일 전극일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 상기 잉크 조성물은 상기 일 전극 상에 1 μm 내지 100 μm, 더욱 바람직하게는 5 μm 내지 20 μm 의 두께로 제공될 수 있다.
[전자 장치]
이하에서는, 상술한 필름을 포함하는 전자 장치를 설명한다.
상기 전자 장치는 상기 필름; 및 제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 중간층을 포함하는 발광 소자; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전자 장치는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 또는 무기 발광 표시 장치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 장치가 액정을 더 포함하는 경우, 상기 전자 장치는 액정 표시 장치일 수 있다. 이 때, 상기 발광 소자는 광원으로서 역할을 하고, 상기 필름은 상기 발광 소자 및 상기 액정의 외측에 포함되어, 색변환 부재로서 역할할 수 있다.
다른 예로서, 상기 발광 소자의 중간층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층이 유기물을 포함하는 경우, 상기 전자 장치는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 이 때, 상기 발광 소자는 광원으로서 역할을 하고, 상기 필름은 상기 발광 소자의 외측에 포함되어, 색변환 부재로서 역할할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 발광 소자의 중간층은 발광층을 포함하고, 상기 발광층이 무기물, 예를 들어, 상기 필름을 포함하는 경우, 상기 전자 장치는 무기 발광 표시 장치일 수 있다. 이 때, 상기 발광 소자는 광원으로서 역할을 하고, 상기 필름은 상기 발광 소자의 외측에 포함되어, 색변환 부재로서 역할할 수 있다.
상기 전자 장치는, 상술한 발광 소자 외에 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 소스 전극, 드레인 전극 및 활성층을 포함할 수 있고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나와 상기 발광 소자의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나는 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 게이트 절연막 등을 더 포함할 수 있다.
상기 활성층은 결정질 실리콘, 비정질 실리콘, 유기 반도체, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 발광 소자를 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 상기 밀봉부는 상기 발광 소자로부터의 광이 외부로 취출될 수 있도록 하면서, 동시에 상기 발광 소자로 외기 및 수분이 침투하는 것을 차단한다. 상기 밀봉부는 투명한 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 포함하는 밀봉 기판일 수 있다. 상기 밀봉부는 유기층 및/또는 무기층을 1층 이상 포함하는 박막 봉지층일 수 있다. 상기 밀봉부가 박막 봉지층일 경우, 상기 전자 장치는 플렉시블할 수 있다.
상기 밀봉부 상에는, 상기 전자 장치의 용도에 따라 다양한 기능층이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기능층의 예는, 상기 컬러 필터, 색변환층, 터치스크린층, 편광층 등을 포함할 수 있다. 상기 터치스크린층은, 감압식 터치스크린층, 정전식 터치스크린층 또는 적외선식 터치스크린층일 수 있다.
[도 1에 대한 설명]
이하, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 전자 장치(3)를 구체적으로 설명한다.
전자 장치(3)는 발광 소자(320) 및 제1기판(340)을 포함한다.
필름은 발광 소자(320)의 외측(즉, 제1전극 및/또는 제2전극 상)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 필름은 발광 소자(320)의 외측에 위치한 제1기판(340)에 포함될 수 있다. 제1기판(340)은 색변환 부재로 역할할 수 있고, 발광 소자(320)는 광원으로 역할할 수 있다.
발광 소자(320)는 제1전극(321), 제2전극(323) 및 제1전극(321) 및 제2전극(323) 사이에 개재된 중간층(322)을 포함한다.
전자 장치(3)는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(320)는 중간층(322)에 유기 발광층을 포함할 수 있다.
제1전극(321) 상에 화소 정의막(330)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(330)은 제1전극(321)의 소정 영역을 노출하며, 노출된 영역에 중간층(322)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1기판(340)의 일 영역(341)이 상기 필름을 포함할 수 있다. 이 때, 제1기판(340)은 발광 소자(320)로부터 방출되는 광의 진행 방향 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 필름은 발광 소자(320)의 외측이면서, 발광 소자(320)로부터 방출되는 광의 진행 방향 상에 위치할 수 있다.
상기 필름은 제1색광을 흡수하여 제2색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 제1기판(340)이 제1색광을 흡수하여 다양한 색상 범위에서 선택되는 제2색광을 방출하도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1기판(340)은 산란체를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1기판(340)은 서로 이격되어 배치된 복수의 부화소 영역을 포함할 수 있다. 제1기판(340)은 상기 복수의 부화소 영역 각각에 대응하고, 제1색광을 방출하는 제1영역; 제2색광을 방출하는 제2영역; 및/또는 제3색광을 방출하는 제3영역을 포함하고, 상기 제1색광, 상기 제2색광 및/또는 상기 제3색광은 서로 상이한 최대 발광 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1색광은 적색광이고, 상기 제2색광은 녹색광이고, 상기 제3색광은 청색광일 수 있다. 상기 제1영역 내지 제3영역 중 적어도 하나가 일 영역(341)에 대응될 수 있다. 상기 제1영역 내지 제3영역 중 일 영역(341)에 대응되지 않는 나머지는 타 영역(미도시)이다. 상기 타 영역은 상기 필름을 미포함하고, 상기 타 영역은 발광 소자(미도시)로부터의 광을 투과할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1영역은 적색 양자점을 포함하고, 상기 제2영역은 녹색 양자점을 포함하고, 상기 제3영역은 양자점을 포함하지 않을 수 있다. 상기 제1영역, 상기 제2영역 및/또는 상기 제3영역은 각각 산란체를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제3영역은 발광 소자로부터의 광을 투과할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자는 제1광을 방출하고, 상기 제1영역은 상기 제1광을 흡수하여, 제1-1색광을 방출하고, 상기 제2영역은 상기 제1광을 흡수하여, 제2-1색광을 방출하고, 상기 제3영역은 상기 제1광을 흡수하여, 제3-1색광을 방출할 수 있다. 이 때, 상기 제1-1색광, 상기 제2-1색광 및 상기 제3-1색광은 서로 상이한 최대 발광 파장을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1광은 청색광일 수 있고, 상기 제1-1색광은 적색광일 수 있고, 상기 제2-1색광은 녹색광일 수 있고, 상기 제3-1색광은 청색광일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1기판(340)은 일 영역(341)과 상기 타 영역 사이에 차광 패턴(344)이 더 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(3)는 제2기판(310)을 더 포함할 수 있다.
[도 2에 대한 설명]
이하, 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 전자 장치(4)를 구체적으로 설명한다.
전자 장치(4)는 제1기판(410) 및 발광 소자(420)를 포함한다.
발광 소자(420)는 제1전극(421), 제2전극(423) 및 제1전극(421) 및 제2전극(423) 사이에 개재된 중간층(422)을 포함한다.
상기 필름은 중간층(422)에 포함될 수 있고, 구체적으로, 중간층(422)에 포함된 발광층에 포함될 수 있다.
제1전극(421)과 제2전극(423) 사이에 전계가 인가되면, 상기 필름은 가시광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(420)가 다양한 색상 범위의 파장을 방출하도록 설계될 수 있다.
중간층(422)은 상기 발광층과 상기 제1전극 사이 및/또는 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 보조층을 더 포함할 수 있다. 상기 보조층은 상기 발광층과 직접 접촉할 수 있다. 상기 보조층은 상기 발광층의 박막 특성을 향상시킬 수 있다.
중간층(422)은 상기 발광층과 상기 제1전극 사이에 개재된 제1전하 수송 영역 및/또는 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재된 제2전하 수송 영역을 더 포함할 수 있다.
[도 3에 대한 설명]
도 3은 상술한 발광 소자의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 상기 발광 소자(10)는 제1전극(110), 중간층(130) 및 제2전극(150)을 포함한다.
이하, 도 3을 참조하여 상술한 발광 소자(10)의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
[제1전극(110)]
도 3의 제1전극(110)의 하부 또는 제2전극(150)의 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다.
상기 제1전극(110)은, 예를 들면, 상기 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(110)이 애노드일 경우, 제1전극용 물질로서, 정공 주입이 용이한 고일함수 물질을 이용할 수 있다.
[중간층(130)]
상기 제1전극(110) 상부에는 중간층(130)이 배치되어 있다. 상기 중간층(130)은 발광층을 포함한다.
중간층(130)은 발광 소자(10) 중 제1전극(110)과 제2전극(150) 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 모든 층을 가리키는 용어이다. 중간층(130)의 층에 포함된 물질은 유기물 및/또는 무기물일 수 있다.
상기 중간층(130)은, 상기 제1전극(110)과 상기 발광층 사이에 배치된 정공 수송 영역(hole transport region) 및 상기 발광층과 상기 제2전극(150) 사이에 배치된 전자 수송 영역(electron transport region)을 더 포함할 수 있다.
상기 중간층(130)은 각종 유기물 외에, 유기금속 화합물과 같은 금속-함유 화합물, 양자점과 같은 무기물 등도 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 중간층(130)은, i) 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(150) 사이에 순차적으로 적층되어 있는 2 이상의 발광 단위(emitting unit) 및 ii) 상기 2개의 발광 단위 사이에 배치된 전하 생성층(chrge generation layer)을 포함할 수 있다. 상기 중간층(130)이 상술한 바와 같은 발광 단위 및 전하 생성층을 포함할 경우, 상기 발광 소자(10)는 탠덤(tandem) 발광 소자일 수 있다.
[중간층(130) 중 정공 수송 영역]
상기 정공 수송 영역은, i) 단일 물질로 이루어진(consist of) 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조, ii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 전자 저지층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역은, 제1전극(110)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층/발광 보조층, 정공 주입층/발광 보조층, 정공 수송층/발광 보조층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 50Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 4000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 경우, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 9000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
[중간층(130) 중 발광층]
상기 발광 소자(10)가 풀 컬러 발광 소자일 경우, 발광층은, 개별 부화소별로, 서로 다른 색을 방출하는 발광층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광층은 개별 부화소별로, 제1색 발광층, 제2색 발광층 및 제3색 발광층으로 패터닝될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상술한 발광층 중 적어도 하나의 발광층이 상술한 잉크 조성물을 이용하여 형성된 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1색 발광층은 양자점을 포함하는 무기 발광층이고, 상기 제2색 발광층 및 상기 제3색 발광층은 각각 유기 화합물을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 여기서, 제1색 내지 제3색은 서로 다른 색이며, 구체적으로, 제1색 내지 제3색은 서로 상이한 최대 발광 파장을 가질 수 있다. 제1색 내지 제3색은 서로 조합되어 백색이 될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 1색 발광층, 제2색 발광층 및 제3색 발광층은 각각 유기 화합물을 포함하는 유기 발광층일 수 있다.
다른 예로서, 상기 발광층은 제4색 발광층을 더 포함할 수 있고, 상기 제1색 내지 제4색 발광층 중 적어도 하나의 발광층은 양자점을 포함하는 무기 발광층이고, 나머지 발광층은 각각 유기 화합물을 포함하는 유기 발광층일 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다. 여기서, 제1색 내지 제4색은 서로 다른 색이며, 구체적으로, 제1색 내지 제4색은 서로 상이한 최대 발광 파장을 가질 수 있다. 제1색 내지 제4색은 서로 조합되어 백색이 될 수 있다.
또는, 상기 발광 소자는 2 이상의 서로 같거나 다른 색을 방출하는 발광층이 서로 접촉 또는 이격되어 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 2 이상의 발광층 중 적어도 하나의 발광층은 양자점을 포함하는 무기 발광층이고, 나머지 발광층은 유기 화합물을 포함하는 유기 발광층일 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다. 구체적으로, 상기 발광 소자는 제1색 발광층 및 제2색 발광층을 포함하고, 여기서 제1색 및 제2색은 서로 같은 색일 수도 있고, 서로 다른 색일 수도 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제1색 및 상기 제2색이 서로 같은 색인 경우, 이들은 모두 청색일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제1색 및 상기 제2색이 서로 다른 색인 경우, 이들이 조합되어 백색이 될 수 있다. 또는, 상기 제1색 및 상기 제2색이 서로 다른 색인 경우, 제1색은 청색이고, 제2색은 녹색 또는 적색일 수 있다.
상기 발광층이 유기 발광층인 경우, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 인광 도펀트, 형광 도펀트, 지연 형광 도펀트, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 발광층 중 호스트의 함량이 상기 발광층 중 도펀트의 함량보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층 중 도펀트의 함량은, 호스트 100 중량부 기준으로, 약 0.01 내지 약 15 중량부일 수 있다.
또는, 상기 발광층이 무기 발광층인 경우, 상기 발광층은 양자점을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상술한 잉크 조성물을 이용하여 형성된 필름을 포함할 수 있다.
한편, 상기 발광층은 지연 형광 물질을 포함할 수 있다. 상기 지연 형광 물질은 발광층 중 호스트 또는 도펀트의 역할을 할 수 있고, 역할에 따라, 지연 형광 호스트 또는 지연 형광 도펀트일 수 있다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
[중간층(130) 중 전자 수송 영역]
상기 전자 수송 영역은 i) 단일 물질로 이루어진(consist of) 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조, ii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역은, 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층, 전자 주입층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은, 발광층으로부터 차례로 적층된 전자 수송층/전자 주입층, 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층, 전자 조절층/전자 수송층/전자 주입층, 또는 버퍼층/전자 수송층/전자 주입층 등의 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역의 두께는 약 160Å 내지 약 5000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 4000Å일 수 있다. 상기 전자 수송 영역이 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층 또는 이의 임의의 조합을 포함할 경우, 상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께는 서로 독립적으로, 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å이고, 상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층 및/또는 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
[제2전극(150)]
상술한 바와 같은 중간층(130) 상부에는 제2전극(150)이 배치되어 있다. 상기 제2전극(150)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극(150)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 사용할 수 있다.
상기 제2전극(150)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
[캡핑층]
제1전극(110)의 외측에는 제1캡핑층이 배치되거나, 및/또는 제2전극(150)의 외측에는 제2캡핑층이 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 발광 소자(10)는 제1캡핑층, 제1전극(110), 중간층(130) 및 제2전극(150)이 차례로 적층된 구조, 제1전극(110), 중간층(130), 제2전극(150) 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조 또는 제1캡핑층, 제1전극(110), 중간층(130), 제2전극(150) 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다.
발광 소자(10)의 중간층(130) 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제1전극(110) 및 제1캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있고, 발광 소자(10)의 중간층(130) 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제2전극(150) 및 제2캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 보강 간섭의 원리에 의하여 외부 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 이로써, 상기 발광 소자(10)의 광추출 효율이 증가되어, 상기 발광 소자(10)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 각각은, 1.6 이상의 굴절율(at 589nm)을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 서로 독립적으로, 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 유-무기 복합 캡핑층일 수 있다.
[전자 장치]
상기 발광 소자는 각종 전자 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자를 포함한 전자 장치는, 표시 장치, 발광 장치, 인증 장치 등일 수 있다.
상기 전자 장치(예를 들면, 발광 장치)는, 상기 발광 소자 외에, i) 컬러 필터, ii) 색변환층, 또는 iii) 컬러 필터 및 색변환층을 더 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터 및/또는 색변환층은 발광 소자로부터 방출되는 광의 적어도 하나의 진행 방향 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자로부터 방출되는 광은 청색광 또는 백색광일 수 있다. 상기 발광 소자에 대한 설명은 상술한 바를 참조한다. 일 구현예에 따르면, 상기 색변환층은 양자점을 포함할 수 있고, 상기 색변환층은 본 명세서에 기재된 바와 같은 잉크 조성물에 의해 형성된 필름일 수 있다.
상기 전자 장치는 제1기판을 포함할 수 있다. 상기 제1기판은 복수의 부화소 영역을 포함하고, 상기 컬러 필터는 상기 복수의 부화소 영역 각각에 대응하는 복수의 컬러 필터 영역을 포함하고, 상기 색변환층은 상기 복수의 부화소 영역 각각에 대응하는 복수의 색변환 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 부화소 영역 사이에 화소 정의막이 배치되어 각각의 부화소 영역이 정의된다.
상기 컬러 필터는 복수의 컬러 필터 영역 및 복수의 컬러 필터 영역 사이에 배치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있고, 상기 색변환층은 복수의 색변환 영역 및 복수의 색변환 영역 사이에 배치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는, 상술한 바와 같은 발광 소자 외에 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 소스 전극, 드레인 전극 및 활성층을 포함할 수 있고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나와 상기 발광 소자의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나는 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 게이트 절연막 등을 더 포함할 수 있다.
상기 활성층은 결정질 실리콘, 비정질 실리콘, 유기 반도체, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 발광 소자를 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 상기 밀봉부는 상기 컬러 필터 및/또는 색변환층과 상기 발광 소자 사이에 배치될 수 있다. 상기 밀봉부는 상기 발광 소자로부터의 광이 외부로 취출될 수 있도록 하면서, 동시에 상기 발광 소자로 외기 및 수분이 침투하는 것을 차단한다. 상기 밀봉부는 투명한 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 포함하는 밀봉 기판일 수 있다. 상기 밀봉부는 유기층 및/또는 무기층을 1층 이상 포함하는 박막 봉지층일 수 있다. 상기 밀봉부가 박막 봉지층일 경우, 상기 전자 장치는 플렉시블할 수 있다.
상기 밀봉부 상에는, 상기 컬러 필터 및/또는 색변환층 외에, 상기 전자 장치의 용도에 따라 다양한 기능층이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기능층의 예는, 터치스크린층, 편광층, 등을 포함할 수 있다. 상기 터치스크린층은, 감압식 터치스크린층, 정전식 터치스크린층 또는 적외선식 터치스크린층일 수 있다. 상기 인증 장치는, 예를 들면, 생체(예를 들어, 손가락 끝, 눈동자 등)의 생체 정보를 이용하여 개인을 인증하는 생체 인증 장치일 수 있다.
상기 인증 장치는 상술한 바와 같은 발광 소자 외에 생체 정보 수집 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 각종 디스플레이, 광원, 조명, 퍼스널 컴퓨터(예를 들면, 모바일형 퍼스널 컴퓨터), 휴대 전화, 디지털 사진기, 전자 수첩, 전자 사전, 전자 게임기, 의료 기기(예를 들면, 전자 체온계, 혈압계, 혈당계, 맥박 계측 장치, 맥파 계측 장치, 심전표시 장치, 초음파 진단 장치, 내시경용 표시 장치), 어군 탐지기, 각종 측정 기기, 계기류(예를 들면, 차량, 항공기, 선박의 계기류), 프로젝터 등으로 응용될 수 있다.
[제조 방법]
상기 정공 수송 영역에 포함된 각 층, 발광층 및 전자 수송 영역에 포함된 각 층은 각각, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 소정 영역에 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 상기 정공 수송 영역에 포함된 각 층, 발광층 및 전자 수송 영역에 포함된 각 층을 각각 형성할 경우, 증착 조건은, 예를 들면, 약 100 내지 약 500℃의 증착 온도, 약 10-8 내지 약 10-3 torr의 진공도 및 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 증착 속도 범위 내에서, 형성하고자 하는 층에 포함될 재료 및 형성하고자 하는 층의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.
[실시예]
제조예 1: 표면에 리간드를 포함하는 양자점의 제조
Chem. Mater. 2017, 29, 68936899의 2.2 파트를 참조하여 제조한 InP/ZnSe/ZnS 양자점 분산 용액을 아세톤 및 에탄올을 각각 사용하여 2회 원심 분리한 후, 진공 건조함으로써, 표면에 올레익산 리간드가 포함된 InP/ZnSe/ZnS 양자점 분말을 얻었다.
상기 양자점 분말 100g을 톨루엔 125g 및 헥산 125g에 용해시키고, 여기에 메톡시테트라에틸렌글리콜 프로피온산 30g을 극성 모이어티를 포함하는 리간드로서 투입한 후, 질소분위기 하에서 80℃로 승온시켜 온도를 유지하면서 15시간 반응시켜 표면에 리간드를 포함하는 양자점을 제조하였다. 상기 표면에 리간드를 포함하는 양자점에 헥산을 넣고 원심분리하여 침진시켜 정제하고 아세톤에 재분산 후 다시 과량의 헥산을 투입하여 침전시켜 정제하고 건조하였다. 얻어진 표면에 리간드를 포함하는 양자의 전자 현미경 사진을 도 4에 도시하였다.
제조예 2: 산란체 분산액의 제조
광산란체 입자로서 이산화티탄 안료 입자들을 옥세탄기 함유 화합물 (TOAGOSEI사의 OXT-221)에 변성폴리우레탄계 BASF사 EFKA 분산제와 함께 넣고 혼합하여 이산화티탄 분산액을 제조하였다. 이때 상기 이산화티탄 안료 입자는 평균 입경(D50)이 170 nm이다. 이산화티탄 안료 50 중량부, EFKA 분산제 5 중량부, OXT-221 45 중량부를 비드밀(beads mill)에 넣고 4시간 교반하여 이산화티탄 분산액을 제조하였다.
제조예 3: 다관능 알릴 3차 아민 화합물 제조 1
250mL 3구 둥근 바닥 플라스크에 150mL의 KOH 포화 용액을 넣고, 에틸렌디아민 8.0g, KI 0.15g 및 (Bu)4NBr 0.15g을 첨가하였다. 여기에 알릴브로마이드 52.77g을 적하하고, 이 반응 혼합물을 65℃에서 48시간 동안 가열하였다. 그 후 상기 반응 혼합물을 에테르로 4회 추출(4×50mL)한 다음, 추출물을 NaCl 포화 용액으로 세척하였다. 이어서 추출물을 무수 Na2SO4로 건조하고 용매를 증발시킨 후 얻어진 생성물을 헥산:에틸아세테이트 9:1(부피비)를 사용하는 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 N,N,N',N'-테트라알릴에탄-1,2-디아민을 얻었다.
제조예 4: 다관능 알릴 3차 아민 화합물 제조 2
아민 화합물로서 에틸렌디아민 8.0g, 대신 디에틸렌 트리아민 9.0g을 사용한 것을 제외하면 제조예 3과 같은 방법에 의하여 N-[2-(디알릴아미노)에틸]-N,N',N'-트리알릴에탄-1,2-디아민을 얻었다.
실시예 1 내지 4: 색변환층을 위한 잉크 조성물 제조
제조예 1에서 만들어진 메톡시테트라에틸렌글리콜 프로피온산으로 표면 개질된 InP/ZnSe/ZnS 양자점과 다관능 티올 화합물, 제조예 3 또는 4에서 합성된 다관능 알릴 3차 아민 화합물, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 중합개시제와 제조예 2의 광산란체 분산액 및 기타 성분을 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다. 실시예 1 내지 4에 사용된 구체 화합물 및 함량(중량부)를 표 1에 나타내었다. 표 1에서 기호로 나타낸 구체 화합물의 명칭을 표 2에 나타내었다. 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 조성물 각각에 기타 성분으로서 계면활성제 G1 2중량부, 부착증진제 H1 0.5 중량부, 증감제 I1 0.5 중량부, 안정화제 J1 0.5 중량부를 사용하였다. 표 1의 괄호안은 잉크 조성물 전체 100 중량부에 대한 각 성분의 중량부를 나타낸다.
양자점 티올 화합물 아민 화합물 에폭시 화합물 옥세탄 화합물 중합
개시제		 광산란체 분산액
실시예 1 A1 (35) B1(15) C1(15) D1 (5)
D2 (10)		 D3 (15) E1(1) -
실시예 2 A1 (35) B1(13) C1(13) D1 (5)
D2 (10)		 D3 (11) E1(1) F1 (8)
실시예 3 A1 (35) B1(12)
B2(3)		 C1(15) D1 (5)
D2 (10)		 D3 (19) E1(1) -
실시예 4 A1 (35) B1(13) C2(15) D1 (5)
D2 (10)		 D3 (15) E1(1) -
비교예 1 AX (35) B1(15) C1(15) D1 (5)
D2 (10)		 D3 (19) E1(1) -
비교예 2 A1 (35) - - D1 (10)
D2 (24)		 D3 (24) E2(3) -
비교예 3 A1 (35) B1(15) C3(15) D1 (5)
D2 (10)		 D3 (15) E1(1) -
비교예 4 A1 (35) B1(23)
B2(3)		 C1(26) - - E1(1) F1 (8)
A1 제조예 1의 방법으로 표면 개질된 양자점
(메톡시테트라에틸렌글리콜 프로피온산 리간드를 갖는 InP/ZnSe/ZnS 양자점)
AX 제조예 1에서 표면 개질되지 않은 양자점(라우산 리간드를 갖는 InP/ZnSe/ZnS 양자점)
B1 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부티레이트 (Showa Denko)
B2 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토부티레이트) (Showa Denko)
C1 N,N,N',N'-테트라알릴에탄-1,2-디아민 (제조예 3)
C2 N,N'-1,4-디알릴피페라진
C3 디알릴프탈레이트
D1 Celloxide 2021P (Daicell)
D2 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르 (국도화인켐)
D3 OXT-221 (Toagosei)
E1 OMNIRAD 651 (IGM Resin)
E2 OMNICAT 270 (IGM Resin)
F1 제조예 2의 방법으로 제조된 이산화티탄 분산액
G1 MEGAFACE F-552 (DIC)
H1 KBM-403 (Shin Etsu)
I1 9,10-디메톡시안트라센 (Merck)
J1 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 (Merck)
평가예 1: 조성물의 점도 측정
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 잉크 조성물에 대하여 점도계(Brookfield社 DV-Ⅱ, RV-2스핀들)를 사용하여 상온(25℃)에서 점도를 측정하였다.
평가예 2: 양자점의 광변환율 및 광흡수율 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 잉크 조성물을 각각 가로 세로 각 50 mm, 두께 0.5 mm인 유리 기재 위에 10 ㎛의 두께로 스핀 코팅하고, 대기 하에서 파장 395 nm의 자외선을 조사하여 경화하여 막을 형성한 후 상기 막의 중심 부위를 가로 세로 각 20 mm가 되도록 유리 기재를 절단하였다.
상기 막에 대하여 적분 반구타입 측정장비(QE-2100, 오츠카)를 사용하여 청색 광변환율을 측정하였다. 이를 위하여 상기 막에 450 - 460 nm의 청색광을 인가하고, 이때 인가하는 청색광의 광량(A)을 측정하고, 상기 막을 통과한 후의 청색광의 광량(A') 및 상향 전방위로 방출된 녹색광을 모두 포착하여 녹색광의 광량(B)을 적분값으로 계산하였다. 청색광으로부터 녹색광으로의 광변환율(녹색/청색)을 식 (1)에 의하여 구하였고, 청색광의 광흡수율을 식 (2)에 의하여 구하였다.
광변환율(녹색/청색) = B/(A-A') × 100 (1)
광흡수율 = (A-A')/A × 100 (2)
광변환율(녹색/청색)이 25% 이상인 경우 O, 25% 미만인 경우 X로 표시하였다. 광흡수율 70% 이상인 경우 O, 광흡수율이 70% 미만인 경우 X 로 표기하였다.
평가예 3: 굴곡시 손상 여부 평가
유리 기판 위에 폴리에스테르 필름을 테이프로 붙인 후 상기 폴리에스테르 필름 위에 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 경화성 조성물을 10 ㎛의 두께로 스핀 코팅하고, 대기하에서 파장 395 nm의 자외선을 조사하여 경화하여 코팅막을 형성한 후, 폴리에스테르 필름을 유리에서 박리하였다.
상기 코팅막이 형성된 필름을 20 mm×100 mm의 크기로 자른 샘플을 준비하였다. 상기 코팅막이 코팅된 면이 안쪽으로 가도록 U자 굴곡 시험기에 샘플을 설치하고 굴곡 반경을 2 mm로 설정하여, 1회/초의 속도로 10만회 굴곡시켰다. 굴곡 시험이 끝안 필름을 육안으로 관찰하여 굴곡부의 코팅막의 손상 여부를 관찰하였다. 굴곡시 손상이 관찰되지 않은 경우 O, 크랙(crack) 등 손상이 관찰된 경우 X 로 표기하였다.
평가예 4: 접힘(crease)부 시인 정도
평가예 3의 굴곡 시험이 끝난 샘플의 접힘면을 육안으로 관찰하였다. 정면에서 샘플을 보았을 때 접힘 부분이 시인되지 않는 경우 O, 약하게 시인되는 경우 △, 명확하게 보이는 경우 X로 표기하였다.
표 3에 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 점도, 광변환율, 광흡수율, 굴곡시 손상 여부 및 접힘부의 시인 정도를 측정한 결과를 나타내었다.
점도(cP) 광변환율 광흡수율 굴곡시
손상 없음		 접힘부
시인 안됨
실시예 1 33.6 ○ ○ ○ △
실시예 2 35.2 ○ ○ ○ △
실시예 3 65.4 ○ ○ ○ △
실시예 4 32.2 ○ ○ ○ ○
비교예 1 양자점 입자의 분산 상태가 불량하여 조성물의 물성 평가가 불가능함
비교예 2 35.9 ○ ○ X ○
비교예 3 32.1 도막 경화 불량하여 물성 평가 불가능함
비교예 4 61.5 ○ ○ ○ X
표 3을 참조하면, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 조성물에 의하여 형성된 막의 청색에서 녹색으로의 광변환율은 30% 이상이고, 광흡수율은 90% 이상으로 차이가 없으나, 실시예 1 내지 4의 조성물에 의하여 형성된 막의 굴곡시 손상 및 접힘부 시인 정도는 비교예 1 내지 4의 조성물에 의하여 형성된 막에 비하여 우수함을 알 수 있다.
본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 표면에 하나 이상의 유기 리간드를 포함하는 양자점;
    하나 이상의 에폭시기를 포함하는 제1단량체;
    하나 이상의 옥세탄기를 포함하는 제2단량체;
    하나 이상의 티올기를 포함하는 제3단량체; 및
    하나 이상의 알릴아민기를 포함하는 3차 아민 화합물을 포함하고,
    상기 유기 리간드는 극성 모이어티를 하나 이상 포함하는 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3단량체는 복수개의 티올기를 갖는 화합물을 포함하는 잉크 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3단량체는 1개의 티올기를 포함하는 화합물과 복수개의 티올기를 포함하는 화합물을 포함하는 잉크 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3단량체는 하기 화학식 3-1 또는 3-2로 표시되는 잉크 조성물:
    <화학식 3-1>

    <화학식 3-2>

    상기 화학식 3-1 및 3-2 중,
    L31은 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알칸(alkane) 그룹, 직쇄 또는 분지쇄 C1-C20 알켄(alkene) 그룹, 또는 C6-C20 아렌(arene) 그룹이고,
    L32 및 L33 은 단일 결합, , *-O-*', 또는 이고,
    A32는 , *-S-*', C3-C20 헤테로아렌(heteroarene), 또는 이고,
    a31 내지 a33은 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이고,
    R31 내지 R35는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
    n32및 n33은 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
    n32과 n33의 합은 1 이상이고,
    * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 3차 아민 화합물은 복수개의 알릴아민기를 갖는 화합물을 포함하는 잉크 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3차 아민 화합물은 1개의 알릴아민기를 포함하는 화합물과 복수개의 알릴기를 포함하는 화합물을 포함하는 잉크 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 3차 아민 화합물은 하기 화학식 4-1 또는 4-2로 표시되는 잉크 조성물:
    <화학식 4-1>

    <화학식 4-2>

    상기 화학식 4-1 및 4-2 중,
    L41, L42및 L43은 서로 독립적으로, 직접 결합, 또는 이고,
    a41 및 a42는 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
    a43은 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
    R41 내지 R48은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원소, -CH2-CH=CH2또는 치환 또는 비치환된 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기이고;
    상기 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 C1-C20 알킬기의 치환기는 중수소, 할로겐 원소, 또는 -N(CH2-CH=CH2)2를 포함하고,
    * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양자점은 II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; III-VI족 반도체 화합물; I-III-VI족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 화합물; 또는 이의 임의의 조합을 포함하는 잉크 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 양자점은 코어-쉘 구조를 갖는 잉크 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유기 리간드의 극성 모이어티는 알킬폴리올 구조를 포함하는 잉크 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    광중합 개시제를 더 포함하는 잉크 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    25℃에서의 점도가 20 cP 내지 80 cP인 잉크 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 잉크 조성물 100 중량부당 2 중량부 미만의 용매를 포함하는 잉크 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 잉크 조성물로부터 형성된 필름.
  15. 제14항에 있어서,
    폴리에테르 수지와 폴리설파이드 수지가 망상 결합하는 매트릭스를 포함하는 필름.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 폴리에테르 수지와 상기 폴리설파이드 수지는 서로 독립적으로 망상 구조와 체인형 구조를 포함하고,
    상기 폴리에테르 수지와 상기 폴리설파이드 수지를 가교 결합하는 링크부를 포함하는 필름.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 링크부는 아민기를 포함하는 필름.
  18. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 잉크 조성물을 이용하여 형성된, 필름; 및
    제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 중간층을 포함하는 발광 소자;를 포함하고,
    상기 필름은 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 진행 방향 내에 위치하는 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 필름은 제1색광을 흡수하고, 제2색광을 방출하는 전자 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    박막 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 발광 소자의 제1전극이 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 전자 장치.
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